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Produção de biodiesel a partir do óleo de palmiste: aplicação de combi-lipases como biocatalisadores em reatores descontínuo e contínuo / Production of biodiesel from palm kernel oil: application of combi-lipases as biocatalysts in batch and continuous reactors

Júnior, Rodney Helder Miotti 13 November 2018 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo o aprimoramento da transesterificação do óleo de palmiste por rota etílica, por meio da atuação simultânea de lipases de diferentes fontes microbianas, visando a produção de biodiesel com teores residuais de monoacilglicerol (MAG) e diacilglicerol (DAG) dentro dos limites exigidos pela legislação ANP no 45/2014 para biocombustíveis. Para tal propósito, as lipases foram imobilizadas em suporte híbrido sílica-hidroxietilcelulose (SiO2- HEC) e os ensaios foram iniciados em regime descontínuo em reator de tanque agitado, temperatura fixa de 45 °C e razão molar óleo:álcool de 1:8. As lipases de Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens e Thermomyces lanuginosus, foram utilizadas de maneira isolada e em associação, com base no conhecimento prévio do bom desempenho destas enzimas para a produção de biodiesel. Conforme a capacidade de atuar em diferentes posições da molécula de triacilglicerol, as associações formaram combi-lipases de mesma especificidade (B. cepacia e P. fluorescens) e de diferente especificidade (B. cepacia e T. lanuginosus), com proporções de cada lipase variando de 75, 50 e 25% em relação ao seu par enzimático. Os melhores resultados foram observados quando utilizadas ambas as combinações em proporções equivalentes. Nestas condições, foram obtidas conversões similares (?98%) e ausência de DAG, com redução da viscosidade cinemática do óleo de palmiste de 30,35 para aproximadamente 4,00 mm2/s. Embora as conversões tenham sido próximas, a combi-lipase de diferente especificidade apresentou menor teor de MAG (1,68%, m/m), sendo escolhida como biocatalisador para o estudo em reatores de leito fixo em regime contínuo. Nesta etapa, foram realizados ensaios para testar os efeitos da razão molar óleo:álcool (1:12, 1:10 e 1:8) e do tempo espacial (16 e 14 h) na conversão, qualidade e produtividade do biodiesel. O melhor desempenho foi apresentado pela razão molar de 1:8 com tempo espacial de 16 h, proporcionando teor em MAG residual de 0,62% (m/m), conversão de 98% e produtividade de 30,9 mmolésteres.gcatalisador -1.h-1. Com relação à qualidade do biodiesel formado em termos de viscosidade cinemática (4,22 mm2/s), massa específica (870 kg/m3) e teor residual de MAG (0,62%, m/m), foi verificada adequação aos parâmetros exigidos pela ANP (3-6 mm2/s, 850-900 kg/m3 e <= 0,7%, m/m, respectivamente). / The objective of the present work was to improve the transesterification of palm kernel oil by ethanolic route through simultaneous action of lipases from different microbial sources, aiming to produce biodiesel with residual levels of monoacylglycerol (MAG) and diacylglycerol (DAG) within the limits required by ANP regulation 45/2014 for biofuels. For this purpose, lipases were immobilized on silica-hydroxyethylcellulose hybrid support (SiO2-HEC) and the assays were first carried out in a stirred tank batch reactor, at fixed temperature of 45 oC and oil -to-alcohol molar ratio of 1:8. The lipases from Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens and Thermomyces lanuginosus isolated and in association were used, based on the previous knowledge of the good performance of these enzymes for the biodiesel production. According to the ability to act at different positions of the triacylglycerol molecule, the associations formed combilipases of the same specificity (B. cepacia and P. fluorescens) and different specificities (B. cepacia and T. lanuginosus) at proportion of each lipase ranging from 75, 50 and 25% relative to their enzymatic pair. The best results were attained when both combinations were used at equivalent proportions. Under these conditions, similar conversions (?98%) and absence of DAG were obtained, which was consistent with the kinematic viscosity reduction of the palm kernel oil from 30.35 to 4.00 mm2/ s, approximately. Although similar conversions were attained, the combi-lipase of different specificities provided lower MAG contentes (1.68 wt%), being chosen as a biocatalyst for performing continuous runs in packed-bed reactor. In this step, the effects of the molar ratios oil-to-alcohol (1:12, 1:10 and 1:8) and space-times (16 and 14 h) on biodiesel production, quality and productivity were evaluated. The best performance was achieved by using molar ratio of 1:8 and space-time of 16 h, yielding residual MAG contents of 0.62 wt%, conversion of 98% and productivity of 30.9 mmolester.gcatalyst-1.h-1. The quality of biodiesel produced in terms of kinematic viscosity (4.22 mm2/s), specific mass (870 kg/m3) and residual MAG content (0.62 wt%) was found in accordance of ANP resolution (3-6 mm/ s, 850-900 kg/m3 and <= 0.7 wt%, respectively).
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Preparação de ésteres de peptídeos através de solvólise e aminólise de peptidil-resinas de kaiser assistidas por Ca2+ / Preparation of peptide esters by solvolysis and aminolysis of Ca2+ assisted peptidyl resins of kaiser resins

Moraes, Cleria Mendonca de 11 May 2000 (has links)
O objetivo do presente trabalho foi propor e estabelecer um novo método de preparação de peptídeos protegidos &#945;-esterificados. Para tal, investigamos inicialmente o efeito da presença de HAc, Ca(OAc)2 e mistura de ambos na eficiência de metanólise de Ac-Ala-Gly-X-KOR (onde, X= Gly, Ala ou Phe) em DCM. Surpreendemente, as reações assistidas por Ca2+ forneceram os produtos esterificados desejados com os mais altos rendimentos. Com base nestes dados comparamos as eficiências das reações de metanólise de Ac-Ala-Gly-X-KOR [onde, X= Lys(2-Cl-Z), Phe, Ala ou Gly] asssistidas pelo íon cálcio. Estas se mostraram dependentes da natureza do resíduo C-terminal ligado à resina, pois os rendimentos de desligamento peptídeo da KOR obtidos para as reações de 6 horas apresentaram a seguinte ordem: Lys(2-Cl-Z)< Phe <Ala < Gly. Após 48 h, os rendimentos foram superiores a 68%. A possibilidade de preparar Ac-Ala-Gly-X-OEt [onde, X= Lys(2-Cl-Z) ou Ala] usando o mesmo procedimento foi também investigada. Ac-Ala-Gly-Ala-OEt e Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-OEt foram produzidos com 69 e 24% de rendimento em 72h a 37ºC, respectivamente. Quando DCM foi substituído por DMSO ou 25%DMSO/tolueno a 55ºC, houve um aumento significativo nos rendimentos de etanólise da Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR. Benzólise e tiólise de Ac-Ala-Gly-X-OEt (onde, X= Lys(2-Cl-Z)ou Ala] foram testadas. As análises de aminoácidos das peptidil-KOR residuais mostraram que o desligamento do peptídeo da KOR ocorreu em certa extensão, mas infelizmente nas condições de análise por RP-HPLC empregadas não fomos capazes de detectar os produtos formados. Metanólises adicionais foram realizadas em presença de Ca(OAc)2 empregando peptidil-KOR relacionados ao hormônio colecistocinina: Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-KOR(1), Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR (2) e Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-Arg(Mtr)-KOR (3). Os rendimentos de desligamento dos peptídeos 1, 2 e 3 foram 54, 68 e 84%, respectivamente. Não foram detectadas nos meios reacionais quantidades significativas de produtos secundários resultantes de rearranjos ou de transesterificação simultânea do éster presente na cadeia lateral do resíduo de ácido aspártico. Estes resultados evidenciaram que a assistência do Ca2+ é seletiva e o método aplicável a peptídeos contendo arginina e ácido aspártico protegidos ligados à resina de Kaiser. O efeito do solvente foi investigado realizando-se metanólises de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR em DCM, DMSO e CHCl3 em presença de Ca(OAc)2. Em 72 horas as metanólises realizadas em DMSO foram quantitativas, enquanto que em DCM ou CHCl3 estas apresentaram rendimentos de ~63%. Em seguida, examinamos a capacidade do Eu3+ em assistir a reação de metanólise de peptidil-KOR em DCM. Os rendimentos de desligamento do peptídeo foram semelhantes ou ligeiramente superiores aos obtidos em presença de Ca2+. Estudos adicionais demonstraram que não é necessário excesso molar de Ca2+ ou Eu3+ para o aumento da eficiência das metanólises. Metanólise e etanólise de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR em DCM e DMSO em presença de Ca(OAc)2, EuCl3 e TbCl3 também foram realizadas. As metanólises em DCM em presença de Ca2+, Eu3+ ou Tb3+ forneceram o produto desejado com 62, 95 ou 95% de rendimento, respectivamente. Em DMSO, a reação assistida por Ca2+ foi quantitativa, mas nenhum produto foi obtido em presença de Eu3+ ou Tb3+. As etanólises em DCM assistidas por estes ións lantanídicos foram também mais eficientes do que as mediadas por Ca2+ (28, 17 e 5%, respectivamente). Em DMSO, observou-se a formação do éster etílico apenas para a reação assistida por Ca2+. O rendimento de desligamento do peptídeo da KOR foi de 80%, mas observou-se a presença de um produto secundário no peptídeo &#945;-esterificado bruto. Novamente, nenhum produto foi obtido nas reações assistidas por Eu3+ ou Tb3+ em DMSO. Estudos adicionais demonstraram que Ca(OAc)2 pode também assistir a aminólise de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR por Arg(HCl)OMe ou Arg(HCl)OEt em DMF. Os rendimentos de desligamento do peptídeo da KOR foram superiores a 70%, sendo os ésteres desejados os produtos majoritários formados nos meios reacionais (47 e 68% do total, respectivamente). Na ausência do íon metálico, os rendimentos foram de apenas 10-13%. Reações comparativas evidenciaram que a aminólise assistida por Ca2+ é equivalente (ou ligeiramente inferior em termos de seletividade) àquelas descritas na literatura catalisadas pelo ácido acético. Tentativas de aminólise em DMSO, NMP e DMSO/tolueno (1:1, v:v) na presença de Ca2+, Eu3+ e Tb3+ também foram feitas. Os resultados demonstraram que apenas o Ca2+ foi capaz de assistir a maioria delas. Isto ocorreu provavelmente devido a interações entre o DMSO e os lantanídeos. Uma análise preliminar de Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR e de Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR através de HR-MAS na presença e ausência de Ca2+ foi feita com o intuito de investigar as interações estabelecidas entre o íon metálico e os peptídeos sob o ponto de vista estrutural. Os resultados obtidos sugeriram que a presença do Ca2+ diminue a mobilidade da cadeia peptídica, o que sugere complexação. Uma complexação tomaria a ligação peptídeo-KOR mais susceptível ao ataque nucleofílico do álcool ou aminoácido esterificado. Medidas de inchamento de peptidil-KOR em diferentes solventes puros e nas misturas utilizadas nos estudos descritos acima demonstraram que a solvatação da peptidil-KOR não é o fator determinante na eficiência destas reações. Por outro lado, estudos qualitativos sugeriram, que a solubilidade dos sais de cálcio, európio e térbio seja crucial. Concluindo, os dados obtidos até o momento indicam que a metanólise, etanólise e aminólise de peptidil-KOR assistidas pelos íons Ca2+ consistem em uma alternativa nova e atraente para preparar ésteres &#945;-metílicos e &#945;-etílicos de N&#945;-acil-peptídeos totalmente protegidos ou desprotegidos. As reações foram realizadas em pH aparente neutro e se mostraram muito seletivas à ligação oxima. / The ultimate goal of the present work was to propose and stablish a new method to prepare a-esterified protected peptides. At first, we examined the effect of HAc, Ca(OAc)2 and mixtures of both on the efficiency of methanolysis of Ac-Ala-Gly-X-KOR (where, X= Gly, Ala or Phe) in DCM. Surprisingly, the reactions carried-out in the presence of Ca(OAc)2 gave the corresponding esterified peptides with the highest yields. Based on these data, we compared the efficiencies of methanolysis of Ac-Ala-Gly-X-KOR [where, X= Lys(2-Cl-Z), Phe, Ala or Gly] assisted by the calcium ion. They showed to be dependent on the nature of the C-terminal residue linked to the solid support since the yields found for 6-hour reactions were: Lys(2-Cl-Z)< Phe <Ala < Gly. After 48 h of reaction, yields were all higher than 68%. The possibility of obtaining Ac-Ala-Gly-X-OEt [where, X= Lys(2-Cl-Z) or Ala] using the same procedure was then investigated. In 72 hours at 37°C Ac-Ala-Gly-Ala-OEt and Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-OEt were produced with yields of 69% and 24%, respectively. When DCM was replaced by DMSO or 25%DMSO/toluene at 55°C, the percentages of peptide release from Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR were 44% in 72h and 66% in 36h, respectively. Benzolysis and thiolysis of Ac-Ala-Gly-X-OEt [where, X= Lys(2-C-Z) or Ala] were tested as well. Despite the fact that amino acid analysis of the remaining peptidyl-KOR showed that the peptide detachment from the resin had occurred to some extent, we were not able to detect by analytical RP-HPLC the products formed in the reaction media. We also studied the methanolyses of some peptidyl-resins related to the peptide hormone cholecystokinin: Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-KOR (1), Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR (2) and Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OBzl)-Arg(Mtr)-KOR (3). The yields of peptide detachment from 1, 2 or 3 were 54, 68 and 84%, respectively. No significant amounts of byproducts resulting from possible rearrangements or simultaneous transesterification of the ester present at the lateral side chain of aspartic acid were detected in the reaction media. Such results allowed us to conclude that the procedure proposed was quite selective and applicable to peptides containing protected arginine or aspartic acid attached to Kaiser oxime resin. The effect of the solvent on the methanolysis efficiency was then investigated. For that, reactions containing Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR and Ca(OAc)2 suspended in DCM, DMSO and CHCl3 were carried-out. That in DMSO was quantitative while those in DCM or CHCl3 yielded the esterified peptide with 63% in 72 h. The ability of Eu3+ to assist methanolysis of peptidyl-KOR in DCM was demonstrated since peptide detachment yields for some reactions were similar or slightly superior to those assisted by Ca2+. Additional studies showed that molar excess of Ca2+ or Eu3+ is not required for the enhancement of methanolysis efficiency. Comparative methanolyses and ethanolyses of Ac-lle-Ser(Bzl)Asp(OcHex)-KOR assisted by Ca2+, Eu3+ and Tb3+ in different solvents were also studied. Methanolysis in DCM in the presence of Ca2+, Eu3+ or Tb3+ supplied the desired product with yields of 62, 95 or 95%, respectively. In DMSO, the reaction assisted by Ca2+ was quantitative, but no product was formed in presence of Eu3+ or Tb3+. Ethanolysis in DCM assisted by Eu3+ or Tb3+ was also more efficient than that performed in presence of Ca2+ (28, 17 and 5%, respectively). However, in DMSO the desired &#945;-ethyl ester was formed only in the presence of Ca2+. We were able to show that Ca(OAc)2 can also assist the aminolysis of Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR in DMF by Arg(HCl)OMe or Arg(HCl)-OEt. The peptide detachment yields were higher than 70%, being the desired esters the major products formed in the reaction medium. In the absence of the metal ion, yields were only 10-13%. Further studies evidenced that aminolysis assisted by Ca2+ is equivalent (or slightly inferior in terms of selectivity) to those described in the literature that uses HAc as catalyst. Attempts of aminolysis in DMSO, NMP, DMSO/toluene (1:1, v/v) containing Ca2+, Eu3+ and Tb3+ showed that only Ca2+ was able to assist the formation of the esterified peptide in all these solvents. This is probably due to DMSO interaction with the lanthanide ions. Preliminary analyses of two peptidyl-KOR by HR-MAS in the presence and absence of Ca2+ were performed in order to obtain structural information that could help us to determine the interactions established between the metal ion and peptides. The results found indicated that the presence of Ca2+ makes peptide chain less mobile, which suggests complexation. A complexation could make the peptide-resin oxime bond more susceptible to nucleophilic attacks, favoring solvolysis and aminolysis. Swelling measurements of Ac-Ala-Gly-Lys(2-Cl-Z)-KOR and Ac-lle-Ser(Bzl)-Asp(OcHex)-KOR in pure solvents and in the mixtures employed showed that the solvation of peptidyl-KOR is not the factor that determines the efficiency of these reactions. On the other hand, qualitative studies suggested that the solubility of the calcium, europium and terbium salts could be crucial. Hence, the data presented here indicate that methanolysis, ethanolysis and aminolysis of peptidyl-KOR assisted by Ca2+ provide a new alternative and attractive way to prepare fully protected or unprotected N&#945;-acyl-peptides &#945;-methyl and &#945;-ethyl esters. The reactions were performed at neutral pH and showed to be very selective to oxime bond.
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Produção enzimática de biodiesel a partir do óleo de macaúba em reatores de leito fixo duplo estágio / Enzymatic biodiesel production from macaw palm oil in a two-stage packed-bed reactor

Ramos, Lucas 17 July 2015 (has links)
O presente trabalho teve como objetivo verificar a potencialidade do óleo de macaúba como matéria-prima para síntese de biodiesel pela rota enzimática. Utilizou-se como proposta a transesterificação do óleo de macaúba com etanol mediada pela enzima lipase em fluxo contínuo empregando reator de leito fixo, visando obter amostras de biodiesel com propriedades adequadas à sua utilização como biocombustível. A enzima selecionada para desenvolvimento experimental foi a lipase microbiana de Burkholderia cepacia imobilizada em suporte híbrido não comercial (SiO2-PVA). Foram testados reatores de leito fixo de um estágio e dois estágios. A primeira etapa do trabalho foi direcionada para testes visando avaliar a influência da razão entre a altura (l) e o diâmetro (d) do reator de leito fixo na etanólise do óleo de macaúba. As reações foram operadas continuamente por 20 dias, utilizando óleo: etanol numa razão molar de 1:12 na ausência de solvente e tempo espacial de 14h. Dois reatores foram testados: Reator A (l = 55 mm e d = 15 mm) e Reator B (l = 210 mm e d = 14 mm), apresentando relação geométrica (l/d) de 3,7 e 15, respectivamente. Os dados obtidos indicaram influência das dimensões da coluna empacotada na produção de biodiesel e nas condições testadas, a maior razão altura/ diâmetro não interferiu na transferência de massa do fluido através da coluna. O melhor desempenho foi obtido no sistema experimental que empregou o reator B, atingindo 89,7 ± 4,8% de rendimento e 40,4 ± 2,2 mgéster.gmeio -1.h--1 de produtividade. Na sequência o trabalho foi direcionado para a execução de testes empregando reatores de leito fixo (Reator B) duplo estágio incorporando uma coluna empacotada com resina catiônica (Lewatit® GF 202) para remover o glicerol formado e proporcionar um incremento na formação de ésteres de etila em relação ao primeiro estágio. O desempenho do reator foi avaliado para diferentes tempos espaciais (10 a 16h), mantendo fixas as demais condições operacionais (substrato constituído de óleo de macaúba e etanol na razão molar óleo: etanol de 1:12 e temperatura de 50 ºC). O funcionamento do sistema foi comprovado quantitativamente para tempos espaciais no sistema igual a 16h, resultando em valores médios de produtividade de 36,7 ??2,4 mgéster.gmeio -1.h-1com perdas mínimas de matéria-prima (rendimento de transesterificação = 96,3 ??2,1%), sem redução de eficiência durante 25 dias de operação. As amostras de biodiesel purificadas apresentaram baixos teores de monoacilgliceróis (3,8%) ausência de diacilgliceróis e viscosidade cinemática média de 5,8 ± 0,3 mm2.s-1, atendendo as normas vigentes pela resolução ANP n°14/2012, que estabelece viscosidade cinemática do B100 na faixa entre 3,0 - 6,0 mm2.s-1. O biocatalisador foi estável quanto suas características morfológicas e catalíticas, revelando tempo de meia-vida de 423 h. Desta forma, a configuração do sistema reacional constituído por reator de leito fixo duplo estágio com a remoção simultânea de glicerol tem grande potencial para atingir elevado rendimento de transesterificação, aumentando a produtividade de biodiesel e consequentemente diminuindo o custo do processo industrial. Em geral, os resultados foram promissores e mostraram o potencial do óleo de macaúba para ser usado como matéria-prima para a produção de biodiesel em fluxo contínuo. / The present study aimed at assessing the potential of macaw palm oil as a raw material for the synthesis of biodiesel by enzymatic route. The proposed experimental was to develop a process that was able to transesterify the macaw palm oil with ethanol by immobilized lipase in packed bed reactor under continuous flow, in order to obtain biodiesel having suitable properties to be used as a fuel. The enzyme chosen for the development of this work was the microbial lipase from Burkholderia cepacia immobilized on non-commercial hybrid matrix SiO2-PVA. Single and two stages packed bed reactors were tested. Initially the influence of the reactor dimensions and ratio between height (l) and diameter (d) in the performance of the ethanolysis of macaw palm oil was assessed. Tests were carried out using two reactors (A and B) having different geometric relations: Reactor A (l = 55 mm and d = 15 mm) and Reactor B (l = 210 mm and d = 14) which corresponded to height/diameter (l/d = 3.7 and l/d = 15), respectively. Runs were performed continuously for 20 days using substrate containing oil to ethanol molar ratio of 1:12 in a solvent-free system and fixed space time of 14h. Data suggested that the dimensions of the packed column had a slight influence on the biodiesel production and under the conditions tested, the highest relation (l/d = 15) did not affect the fluid mass transfer throughout the reactor column. Under these conditions runs carried out in the reactor B provided average yields of 89.7 ± 4.8% and productivities of 40.4 ± 2.2 mgester?g-1?h-1. Following this, a two-stage packed bed reactor incorporating a column with cationic resin (Lewatit® GF 202) to remove the glycerol formed as by-product was used. The reactor performance was quantified for four different flow rates corresponded to spatial times from 10 to 16 h. For each condition, the influence of spatial times in the ethyl esters formation, transesterification yields and productivities were determined. The reactor operation was demonstrated for spatial time igual to 16 h, attaining ethyl ester formation of 58.1?2.1 wt%, transesterification yields of 96.3 ??2.1% and productivities of 36.7 ??2.4 mgester?g-1?h-1 with no significant reduction in the efficiency during 25 days. The purified samples showed residual levels of monoglycerides (3.8 wt %), absence of diglycerides and average viscosity values of 5.8 mm2/s which can be considered appropriated according to Brazilian resolution ANP n° 14/2012. The immobilized lipase on SiO2-PVA was found to be stable regarding its morphological and catalytic characteristics, showing half-life time (t1/2) higher than 423 h. Therefore, the continuous packed-bed reactor connected in series with simultaneous glycerol removal has a great potential to attain high level of transesterification yields, raising biodiesel productivity, consequently decreasing industrial process cost. Overall, the results were promising and showed the potential of macaw palm oil to be used as feedstock for biodiesel production under continuous flow.
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Síntese de ésteres etílicos de ácido graxos por transesterificação direta de biomassa de microalga marinha Chlorella minutissima / Synthesis of fatty acid ethyl esters by direct transesterification of marine microalgae biomass Chlorella minutissima

Pedro, Guilherme Arantes 31 July 2017 (has links)
Atualmente, as microalgas têm se mostrado uma matéria prima de interesse para a produção de biocombustíveis, por ser uma fonte renovável, não poluente e por não competir em áreas de cultivos de alimentos. No entanto, há a necessidade de se explorar fatores e metodologias na produção de biodiesel de microalgas para que o processo seja viabilizado. Este estudo buscou potencializar o processo de transesterificação direta (extração e reação simultaneamente) da biomassa da microalga Chlorella minutíssima para a produção de ésteres etílicos brutos tendo em vista a produção de biodiesel. O processamento direto (in situ) investigou separadamente o uso da biomassa seca e úmida, sob os efeitos dos fatores etanol, clorofórmio e ácido como catalisador. A metodologia de Taguchi foi utilizada como planejamento de experimentos para potencializar a conversão e rendimento mássico em ésteres etílicos. A partir da biomassa seca, analisadas as razões de etanol/biomassa de 100, 50, 25 e 10 mL/g teve a maximização dos resultados utilizando 25 mL de etanol (86,16% em massa com 96% de conversão) e 50 mL de etanol (104% em massa com 88% de conversão), ambas, com 5 mL de clorofórmio e 1mL de ácido sulfúrico por grama de biomassa. Posteriormente, com a inclusão dos catalisadores ácidos HCl e H2SO4 como variável, investigou-se o a reação de transesterificação in situ a partir da biomassa úmida (84% em base seca). Ambos ácidos demonstraram não ter efeito sobre as repostas. A maximização tanto do rendimento mássico quanto da conversão (131,5% em massa com 84% de conversão), bem como produzir a maior quantidade de ésteres com a menor uso de reagentes, utiliza a concentração do ácido a 0,6 mol/L, 25 mL de etanol e proporção de 1:10 de clorofórmio. Tanto a partir da biomassa seca quanto a partir da biomassa úmida, a metodologia de Taguchi foi capaz de determinar os melhores ajustes das condições reacionais para a síntese de ésteres etílicos brutos sem a necessidade de aplicar condições reacionais limitadas pela construção ou segurança do projeto como irradiação de micro-ondas ou condições supercríticas. / Currently, microalgae are considered an interest feedstock for the biofuel production, since they correspond to a renewable and non-polluting source, not competing with food crops areas. However, there is a need to explore factors and methodologies in the production of microalgae biodiesel to enable the process. This study aimed to enhance the direct transesterification process (simultaneous extraction and reaction) of the Chlorella minutíssima microalgae for the crude ethyl esters production in order to produce biodiesel. The direct processing (in situ) was investigated separately dry and wet biomass use under the effects of ethanol, chloroform and acid as a catalyst. The Taguchi methodology (design of experiments) was used to increase conversion and ethyl esters mass yields. The ethanol ratios 100, 50, 25 and 10 mL/g were analyzed from dry biomass. The results were maximized using 25 mL of ethanol (86.16% by mass with 96% conversion) and 50 mL (104% by mass with 88% conversion) with 5 mL of chloroform and 1 mL of sulfuric acid per gram of biomass. Subsequently, with the inclusion of acid catalysts HCl and H2SO4 as a variable, the in situ transesterification reaction of wet biomass (84% on dry basis) was investigated. In both cases, the acids showed no effect on the responses. Mass yield and conversion were maximized (131.5% by mass with 84% conversion), as the highest number of esters with the lowest use of reagents, take 0.6 mol/L acid concentration, 25 mL ethanol and 1:10 chloroform ratio. Taguchi methodology was able to determine the best reaction conditions adjustments for crude ethyl esters synthesis from dry biomass and wet biomass were met without the need to apply reaction conditions limited by the construction or project safety, as microwave irradiation or supercritical conditions.
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Produção de ésteres alquílicos com potencial lubrificante por transesterificação enzimática do óleo de palmiste e álcoois superiores / Production of alkyl esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil and higher alcohols

Sanchez, Annie Alexandra Ceron 20 February 2018 (has links)
Os biolubrificantes têm incrementado progressivamente a sua importância sobre os lubrificantes derivados do petróleo devido às rigorosas regulamentações governamentais, o esgotamento das reservas de petróleo e especialmente pelo alto impacto e efeito tóxico dos óleos petroquímicos no ambiente. Os ésteres de óleos naturais podem ser usados como biolubrificantes e são obtidos por transesterificação dos triacilgliceróis com álcoois superiores. A transesterificação enzimática de óleos com álcoois metílico e etílico é um processo muito estudado para a produção de biodiesel, porém outros ésteres podem ser obtidos a partir de aceptores de acila de tamanho de cadeias carbônicas maiores, tais como os álcoois butílico e isoamílico ou misturas de diversos álcoois como o subproduto resultante destilação do bioetanol (óleo fúsel). Neste contexto, o presente trabalho de tese teve como objetivo a obtenção de ésteres com potencial lubrificante por transesterificação enzimática de óleo de palmiste com álcoois superiores. Os ensaios foram efetuados em regime descontínuo (reator de tanque agitado) e em regime contínuo (reator de leito empacotado) utilizando como biocatalisadores as lipases de Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens imobilizadas em suportes híbridos de SiO2-?CD e SiO2-HEC numa temperatura fixa de 45°C. Foram testados os efeitos da razão molar óleo: álcool etílico, butílico, isoamílico e óleo fúsel simulado (mistura de álcoois) (1:4 a 1:12), tempos de reação em batelada (24h a 72h) e tempos espaciais em fluxo contínuo (4 a 14h) na conversão, produtividade e a qualidade dos ésteres. Os resultados mostraram bom desempenho das lipases e conversões totais foram alcançadas. No entanto, foi possível observar o efeito do tamanho da cadeia do aceptor de acila, no excesso requerido e no tempo de reação, obtendo-se os melhores resultados para o processo descontínuo com razões molares de 1:6 e 72h para álcool etílico, 1:6 e 48h para ésteres butílicos, 1:4 e 48h para álcool isomílico e óleo fúsel simulado. No processo contínuo, o melhor desempenho foi determinado para razões molares de 1:8 e tempo espacial de 10h para etanol, 1:6 e 8h para butanol, 1:4 com 6h e 8h para isoamílico e óleo fúsel simulado, respectivamente. Em termos gerais, produtividades mais elevadas foram atingidas em regime de fluxo contínuo e especificamente com álcool de isoamila e óleo fúsel (111,10 e 130,18 mg de éster.gcatalisador-1.h-1). Com relação à qualidade dos produtos obtidos nas reações que forneceram elevadas conversões foi constatado baixos teores de monoacilgliceróis (<=1%) e ausência de diacilgliceróis. As viscosidades cinemáticas a 40 °C, confirmaram o elevado grau de transesterificação do óleo de palmiste modificando a viscosidade inicial do óleo de 30,13 mm2.s-1 para valores na faixa entre 3 a 6 mm2.s-1. O índice de viscosidade variou entre 114 e 150 e a estabilidade oxidativa (período de indução) entre 22 e 37 min (9 e 20 h, método Rancimat). Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e contribuíram para o estabelecimento de condições reacionais e operacionais para a produção enzimática de ésteres com potencial uso como lubrificantes, tanto em regime descontínuo como contínuo utilizando óleo de palmiste e álcoois e misturas de álcoois superiores. / Biolubricants have progressively increased their importance on oil-based lubricants due to stringent government regulations, the depletion of oil reserves and especially the high impact and toxic effect of petrochemical oils on the environment. Natural fatty acid alkyl esters can be used as biolubricants and are obtained by transesterification of triacylglycerols with higher alcohols. The enzymatic transesterification of oils with methyl and ethyl alcohols is a much-studied process for the production of biodiesel. However, other esters may be obtained using higher chain acyl acceptors such as butyl and isoamyl alcohols or mixtures thereof as the fusel oil, resulting from the production of bioethanol. In this context, the present thesis aimed to obtain esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil with higher alcohols. Transesterification runs were performed under batch mode (stirred reactor) and continuous flow (packed bed reactor) using as biocatalysts the lipases from Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens immobilized on hybrid matrixes SiO2-?CD and SiO2-HEC at 45 °C. The effects of oil to ethyl, butyl, isoamyl alcohol and synthetic fusel oil (1: 4 to 1:12) molar ratios, batch reaction times (24h to 72h) and special times (4 to 14 h) were tested in the conversion, productivity and quality of final esters. The results showed good lipase performance and 100% bulk conversions were achieved. However, it was possible to observe the effect of the acyl acceptor chain on the required excess and on the reaction time, obtaining the best results for batch process with molar ratios of 1: 6 and 72 h for ethyl alcohol, 1: 6 and 48 h for butyl, 1: 4 and 48 h for isoamyl alcohol and synthetic fusel oil. In general terms, better productivities were obtained under continuous flow, particularly with isoamyl alcohol and fusel oil (111.10 and 130.18 mg of ester.g catalyst-1.h-1). Regarding the product quality, low monoacylglycerol contents (<=1% ) and absence of diacylglycerols were found in products obtained under the best reaction conditions. The kinematic viscosities at 40 °C confirmed the high degree of transesterification of palm kernel oil by modifying its initial viscosity from 30.13 mm2 s -1 to a value in the range of 3 to 6 mm2 s -1, the viscosity index between 114 and 150 and an oxidative stability (induction period) between 22 and 37 min (9 and 20 h, Rancimat method). The results obtained were very satisfactory and contributed to the establishment of reactional and operational conditions for the enzymatic production of esters with potential use as lubricants both in discontinuous and continuous flow mode using palm kernel oil and alcohols and mixtures of higher alcohols.
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Estudo da produção de biodiesel a partir do óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) pela rota etílica / Study of biodiesel production from oil macaúba (Acrocomia aculeata) by ethylic route

Machado, Sara Aparecida 30 January 2013 (has links)
Este trabalho objetivou explorar o óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) como matéria prima para produção de biodiesel, propondo uma via através da qual se possibilite a produção do biodiesel apesar da alta acidez do óleo. O processo proposto ocorreu em duas etapas de catálise homogênea, a primeira foi a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4; e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes catalisada por álcali (KOH). A utilização das ondas ultrassônicas também foi investigada neste trabalho como potencializador do processo. Para determinação das melhores condições reacionais foi utilizado o delineamento experimental e para validação dos resultados utilizou-se análise de variância do modelo para as variáveis respostas índice de acidez na etapa de pré-tratamento e conversão de ésteres etílicos na etapa de transesterificação alcalina. Os resultados foram avaliados utilizando o software MINITAB 16. Na etapa de pré-tratamento os resultados demonstram que utilizando quantidades de H2SO4 de 2% (em massa), razão molar óleo:etanol de1:9 e temperatura de 50 ºC o índice de acidez foi reduzido de 19,25 mgKOH/g para 1,46 mgKOH/g em 2 h de reação. Com estes resultados foi possível a aplicação da reação de transesterificação alcalina. Na etapa etapa de transesterificação alcalina com agitação mecânica as melhores condições determinadas pelo delineamento experimental foram de 1,5% (massa) de KOH, razão molar de 1:6 e temperatura de 45 ºC em 30 min de reação as conversões alcançadas foram em torno de 100%. As reações processadas em banho ultrassônico e sonda ultrassônica apresentaram como principal vantagem a redução de tempo, sendo em que 10 min foram atingidas conversões próximas a 100%. As análises efetuadas nos ésteres etílicos de amêndoa de macaúba, obtidos a partir do processo em duas etapas, mostram que a viscosidade cinemática e densidade estão dentro dos parametros estabelecidos pela ANP. Os níveis de glicerina total e livre também estão dentro do estabelecido pelas normas e indica que a purificação dos produtos de reação foi adequada. / This study aimed to explore Macauba oil (Acrocomia aculeata) as an alternative raw material to the production of biodiesel, despite the high acid value of the oil. It was proposed a two-step process of homogeneous catalysis. The first step is the ethylic esterification of free fatty acids, catalyzed by H2SO4; the second is the transesterification catalyzed by alkali (KOH). The use of ultrassonic irradiation was also investigated in this work. Factorial design was used to determine the best reaction conditions and analysis of variance was used to evaluate the mathematical model for the variable responses, such as the acid level in the pre-treatment and conversion of ethyl esters in alkaline transesterification step. The results were evaluated using the software MINITAB 16. In the first step, the acid catalyzed reaction was carried out with 9:1 molar ratio ethanol-to-oil in the presence of 2% w/w H2SO4 at 50 ºC for 2 hours and the acid value of Macauba oil was reduced from 19 mgKOH/g to 1,46 mgKOH/g. With these results, it was possible the application of alkaline transesterification reaction. In the alkaline transesterification under mechanical stirring, the optimal experimental conditions were 1.5% (mass) of KOH molar ratio of 1:6 and temperature of 45 ºC in 30min. Conversions of approximately 100 %. were achieved in this process The reactions that were processed in ultrasonic bath and probe presented as the major advantage the reduction of the time, conversions of approximately 100% were achieved in 10 min. The analysis of the ethyl esters obtained from this two-step process show that the kinematic viscosity and density are within the parameters established by the ANP. The levels of total and free glycerol are also within the established standards and indicate that purification of products were adequate.
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Extração e transesterificação do óleo de resíduo industrial de palmiste usando metanol supercrítico / Extraction and transesterification of palmiste industrial residue oil using supercrytical methanol

COSTA, Wanessa Almeida da 23 November 2018 (has links)
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Estudo da reação entre o metanol e o acetato de etila em catalisadores Mg/La por espectroscopia no infravermelho acoplada a espectrometria de massas / Study of the reaction between methanol and ethyl acetate on Mg/La catalysts by infrared spectroscopy coupled with mass spectrometry

Adão de Souza Gonçalves 27 February 2015 (has links)
A transesterificação metílica em meio homogêneo é catalisada por bases, tais como hidróxidos e alcóxidos de sódio ou potássio e se processa em baixa temperatura de reação, mesmo em escala industrial. A utilização de catalisadores formados por sólidos básicos aparece como uma alternativa promissora aos processos homogêneos convencionais, tendo em vista as inúmeras vantagens como a redução da ocorrência das reações indesejáveis de saponificação e redução de custos dos processos pela diminuição do número de operações associadas. Em estudos anteriores realizados pelo grupo, catalisadores a base de Mg/La com diferentes composições químicas (9:1, 1:1 e 1:9) mostraram-se promissores para a obtenção de ésteres metílicos via reação de transesterificação, porém não foi possível fazer uma correlação entre atividade catalítica e as propriedades físico-químicas quando toda a série foi considerada. Assim, a realização de um estudo de caráter fundamental, baseado em reações modelo e uso de moléculas sonda, permite avançar no entendimento das propriedades de superfície destes catalisadores. Portanto, o presente trabalho estuda a reação entre metanol e acetato de etila em catalisadores a base de Mg/La utilizando espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) acoplada a espectrometria de massas (MS) identificando os intermediários e produtos formados para determinar a rota reacional. As análises de difração de raios X mostram que os precursores são predominantemente compostos por carbonatos hidratados de magnésio (Mg/La 1:1 e 9:1) e de lantânio (Mg/La 1:9). Os perfis de decomposição térmica e difratogramas de raios X obtidos a partir de tratamento térmico in situ indicaram que estes carbonatos se decompõem apenas a partir de 750 C. As análises de Dessorção a Temperatura Programada realizadas com moléculas sonda, metanol e acetato de etila, mostraram a adsorção em maior quantidade do metanol independente da composição química do sólido. A partir dos resultados obtidos por DRIFTS-MS foi proposta uma rota reacional para a reação de transesterificação do acetato de etila e metanol, que ocorre via adsorção do metanol e do acetato de etila na superfície do catalisador, seguida da formação de um intermediário tetraédrico formado pelas moléculas adsorvidas, que sofre um rearranjo formando etanol, acetato de metila, acetona e metano. Simultaneamente, parte do metanol adsorvido como metoxi monodentado é desidrogenado formando formiatos que são dessorvidos na forma de formaldeído e decompostos formando CO2 e H2 / The methylic transesterification of vegetable oils catalyzed by sodium or potassium hydroxides or alkoxides is carried out in homogeneous media at a low reaction temperature, even on an industrial scale. However, the homogeneous reaction has some disadvantages such as the sensitivity of the catalyst to the presence of free fatty acids and/or water in the oil feedstock, which causes the occurrence of undesirable saponification reactions. On the other hand, the use of basic solid catalysts appears as a promising alternative to conventional homogeneous processes, since it reduces the occurrence of undesirable reactions of saponification and decreases the process costs due to the reduction of the number of operations associated. In a previous studies of the group, Mg/La catalysts with different chemical compositions (9:1, 1:1 and 1:9) showed good results for the production of methyl esters via transesterification reaction. However, it was not possible to make a correlation between catalytic activity and the basic properties when the whole series was considered. Therefore, the realization of a fundamental study based on model reactions and the use of probe molecules may lead to the comprehension of the surface properties of these catalysts. Thus, in this work, the reaction between methanol and ethyl acetate catalyzed by a series of Mg/La-catalysts was studied using diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) coupled to mass spectrometry (QMS) aiming at identify the intermediates and products formed to determine the reaction route. The analysis of X-ray diffraction showed that the precursors are mainly hydrated carbonates of magnesium (Mg/La 1:1 and 9:1) and lanthanum (Mg/La 1:9). The TG profiles and in situ X-ray difratograms obtained during the thermal decomposition of the precursors indicate that these carbonates decompose at 750 C or above. Temperature Programmed Desorption analysis carried out with probe molecules, methanol and ethyl acetate, showed a higher amount of methanol adsorbed on the catalyst surface. From the results obtained by DRIFTS-MS a reaction route for the transesterification reaction of methanol and ethyl acetate was proposed. The reaction occurs via adsorption of methanol and ethyl acetate on the catalyst surface. These adsorbed species react forming an adsorbed tetrahedral intermediate which undergoes rearrangement producing ethanol, methyl acetate, acetone and methane. Simultaneously, the methanol adsorbed as a monodentate methoxy specie is dehydrogenated forming formates species that are decomposed in CO2 and H2
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Produção de ésteres alquílicos com potencial lubrificante por transesterificação enzimática do óleo de palmiste e álcoois superiores / Production of alkyl esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil and higher alcohols

Annie Alexandra Ceron Sanchez 20 February 2018 (has links)
Os biolubrificantes têm incrementado progressivamente a sua importância sobre os lubrificantes derivados do petróleo devido às rigorosas regulamentações governamentais, o esgotamento das reservas de petróleo e especialmente pelo alto impacto e efeito tóxico dos óleos petroquímicos no ambiente. Os ésteres de óleos naturais podem ser usados como biolubrificantes e são obtidos por transesterificação dos triacilgliceróis com álcoois superiores. A transesterificação enzimática de óleos com álcoois metílico e etílico é um processo muito estudado para a produção de biodiesel, porém outros ésteres podem ser obtidos a partir de aceptores de acila de tamanho de cadeias carbônicas maiores, tais como os álcoois butílico e isoamílico ou misturas de diversos álcoois como o subproduto resultante destilação do bioetanol (óleo fúsel). Neste contexto, o presente trabalho de tese teve como objetivo a obtenção de ésteres com potencial lubrificante por transesterificação enzimática de óleo de palmiste com álcoois superiores. Os ensaios foram efetuados em regime descontínuo (reator de tanque agitado) e em regime contínuo (reator de leito empacotado) utilizando como biocatalisadores as lipases de Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens imobilizadas em suportes híbridos de SiO2-?CD e SiO2-HEC numa temperatura fixa de 45°C. Foram testados os efeitos da razão molar óleo: álcool etílico, butílico, isoamílico e óleo fúsel simulado (mistura de álcoois) (1:4 a 1:12), tempos de reação em batelada (24h a 72h) e tempos espaciais em fluxo contínuo (4 a 14h) na conversão, produtividade e a qualidade dos ésteres. Os resultados mostraram bom desempenho das lipases e conversões totais foram alcançadas. No entanto, foi possível observar o efeito do tamanho da cadeia do aceptor de acila, no excesso requerido e no tempo de reação, obtendo-se os melhores resultados para o processo descontínuo com razões molares de 1:6 e 72h para álcool etílico, 1:6 e 48h para ésteres butílicos, 1:4 e 48h para álcool isomílico e óleo fúsel simulado. No processo contínuo, o melhor desempenho foi determinado para razões molares de 1:8 e tempo espacial de 10h para etanol, 1:6 e 8h para butanol, 1:4 com 6h e 8h para isoamílico e óleo fúsel simulado, respectivamente. Em termos gerais, produtividades mais elevadas foram atingidas em regime de fluxo contínuo e especificamente com álcool de isoamila e óleo fúsel (111,10 e 130,18 mg de éster.gcatalisador-1.h-1). Com relação à qualidade dos produtos obtidos nas reações que forneceram elevadas conversões foi constatado baixos teores de monoacilgliceróis (<=1%) e ausência de diacilgliceróis. As viscosidades cinemáticas a 40 °C, confirmaram o elevado grau de transesterificação do óleo de palmiste modificando a viscosidade inicial do óleo de 30,13 mm2.s-1 para valores na faixa entre 3 a 6 mm2.s-1. O índice de viscosidade variou entre 114 e 150 e a estabilidade oxidativa (período de indução) entre 22 e 37 min (9 e 20 h, método Rancimat). Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e contribuíram para o estabelecimento de condições reacionais e operacionais para a produção enzimática de ésteres com potencial uso como lubrificantes, tanto em regime descontínuo como contínuo utilizando óleo de palmiste e álcoois e misturas de álcoois superiores. / Biolubricants have progressively increased their importance on oil-based lubricants due to stringent government regulations, the depletion of oil reserves and especially the high impact and toxic effect of petrochemical oils on the environment. Natural fatty acid alkyl esters can be used as biolubricants and are obtained by transesterification of triacylglycerols with higher alcohols. The enzymatic transesterification of oils with methyl and ethyl alcohols is a much-studied process for the production of biodiesel. However, other esters may be obtained using higher chain acyl acceptors such as butyl and isoamyl alcohols or mixtures thereof as the fusel oil, resulting from the production of bioethanol. In this context, the present thesis aimed to obtain esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil with higher alcohols. Transesterification runs were performed under batch mode (stirred reactor) and continuous flow (packed bed reactor) using as biocatalysts the lipases from Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens immobilized on hybrid matrixes SiO2-?CD and SiO2-HEC at 45 °C. The effects of oil to ethyl, butyl, isoamyl alcohol and synthetic fusel oil (1: 4 to 1:12) molar ratios, batch reaction times (24h to 72h) and special times (4 to 14 h) were tested in the conversion, productivity and quality of final esters. The results showed good lipase performance and 100% bulk conversions were achieved. However, it was possible to observe the effect of the acyl acceptor chain on the required excess and on the reaction time, obtaining the best results for batch process with molar ratios of 1: 6 and 72 h for ethyl alcohol, 1: 6 and 48 h for butyl, 1: 4 and 48 h for isoamyl alcohol and synthetic fusel oil. In general terms, better productivities were obtained under continuous flow, particularly with isoamyl alcohol and fusel oil (111.10 and 130.18 mg of ester.g catalyst-1.h-1). Regarding the product quality, low monoacylglycerol contents (<=1% ) and absence of diacylglycerols were found in products obtained under the best reaction conditions. The kinematic viscosities at 40 °C confirmed the high degree of transesterification of palm kernel oil by modifying its initial viscosity from 30.13 mm2 s -1 to a value in the range of 3 to 6 mm2 s -1, the viscosity index between 114 and 150 and an oxidative stability (induction period) between 22 and 37 min (9 and 20 h, Rancimat method). The results obtained were very satisfactory and contributed to the establishment of reactional and operational conditions for the enzymatic production of esters with potential use as lubricants both in discontinuous and continuous flow mode using palm kernel oil and alcohols and mixtures of higher alcohols.
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Estudo da produção de biodiesel a partir do óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) pela rota etílica / Study of biodiesel production from oil macaúba (Acrocomia aculeata) by ethylic route

Sara Aparecida Machado 30 January 2013 (has links)
Este trabalho objetivou explorar o óleo de macaúba (Acrocomia aculeata) como matéria prima para produção de biodiesel, propondo uma via através da qual se possibilite a produção do biodiesel apesar da alta acidez do óleo. O processo proposto ocorreu em duas etapas de catálise homogênea, a primeira foi a reação de esterificação etílica dos ácidos graxos livres, catalisada por H2SO4; e a segunda é a transesterificação dos triglicerídeos remanescentes catalisada por álcali (KOH). A utilização das ondas ultrassônicas também foi investigada neste trabalho como potencializador do processo. Para determinação das melhores condições reacionais foi utilizado o delineamento experimental e para validação dos resultados utilizou-se análise de variância do modelo para as variáveis respostas índice de acidez na etapa de pré-tratamento e conversão de ésteres etílicos na etapa de transesterificação alcalina. Os resultados foram avaliados utilizando o software MINITAB 16. Na etapa de pré-tratamento os resultados demonstram que utilizando quantidades de H2SO4 de 2% (em massa), razão molar óleo:etanol de1:9 e temperatura de 50 ºC o índice de acidez foi reduzido de 19,25 mgKOH/g para 1,46 mgKOH/g em 2 h de reação. Com estes resultados foi possível a aplicação da reação de transesterificação alcalina. Na etapa etapa de transesterificação alcalina com agitação mecânica as melhores condições determinadas pelo delineamento experimental foram de 1,5% (massa) de KOH, razão molar de 1:6 e temperatura de 45 ºC em 30 min de reação as conversões alcançadas foram em torno de 100%. As reações processadas em banho ultrassônico e sonda ultrassônica apresentaram como principal vantagem a redução de tempo, sendo em que 10 min foram atingidas conversões próximas a 100%. As análises efetuadas nos ésteres etílicos de amêndoa de macaúba, obtidos a partir do processo em duas etapas, mostram que a viscosidade cinemática e densidade estão dentro dos parametros estabelecidos pela ANP. Os níveis de glicerina total e livre também estão dentro do estabelecido pelas normas e indica que a purificação dos produtos de reação foi adequada. / This study aimed to explore Macauba oil (Acrocomia aculeata) as an alternative raw material to the production of biodiesel, despite the high acid value of the oil. It was proposed a two-step process of homogeneous catalysis. The first step is the ethylic esterification of free fatty acids, catalyzed by H2SO4; the second is the transesterification catalyzed by alkali (KOH). The use of ultrassonic irradiation was also investigated in this work. Factorial design was used to determine the best reaction conditions and analysis of variance was used to evaluate the mathematical model for the variable responses, such as the acid level in the pre-treatment and conversion of ethyl esters in alkaline transesterification step. The results were evaluated using the software MINITAB 16. In the first step, the acid catalyzed reaction was carried out with 9:1 molar ratio ethanol-to-oil in the presence of 2% w/w H2SO4 at 50 ºC for 2 hours and the acid value of Macauba oil was reduced from 19 mgKOH/g to 1,46 mgKOH/g. With these results, it was possible the application of alkaline transesterification reaction. In the alkaline transesterification under mechanical stirring, the optimal experimental conditions were 1.5% (mass) of KOH molar ratio of 1:6 and temperature of 45 ºC in 30min. Conversions of approximately 100 %. were achieved in this process The reactions that were processed in ultrasonic bath and probe presented as the major advantage the reduction of the time, conversions of approximately 100% were achieved in 10 min. The analysis of the ethyl esters obtained from this two-step process show that the kinematic viscosity and density are within the parameters established by the ANP. The levels of total and free glycerol are also within the established standards and indicate that purification of products were adequate.

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